CNC döner tabla ile beş eksenli taşlama

Lean production – we will support you.
İsviçreli Döner Tabla Sistemleri
Mayıs 2015
NEWSLETTER
CNC döner tabla ile beş eksenli taşlama
EA-520
Her bir USG 500, birbiriyle tam olarak aynı değildir. Dama, bu makinede Lehmann EA-520 döner tablayı bir punta ile desteklemektedir.
Dama firması, USG 500 ultrasonik taşlama makinesinde dördüncü eksen
olarak EA-520 tipi Lehmann döner tablayı kullanıyor
Dama Technologies, cam, seramik ve diğer sert kırılgan malzemeleri yüksek hassasiyet ile işleyebilen makinelerin üretiminde
uzman kuruluştur. Ürün yelpazesinin önemli unsurlarından biri de,
içinde yüksek torklu EA-520.L tipi Lehmann döner tablanın döndürülebilir makine tezgahı görevi gören beş eksenli, ultrasonik destekli
USG 500 taşlama makinesidir. Döner tabla, Dama tarafından üretilen ve hızlı dönen bir tork eksenini taşımaktadır.
İsviçre‘nin Lömmenschwil şehrindeki Dama Technologies AG,
sektörde ön plana çıkmaktadır. Genel Müdür Marcel Weber, şirketinin özelliklerini şu şekilde aktarmaktadır: «Biz hemen hemen sadece, aralarında endüstriyel seramik, safir, cam gibi malzemelerin yer
aldığı gelişmiş malzeme olarak adlandırılan sert kırılgan malzemeleri ve de kompozit malzemeleri, yani zor talaş kaldırılabilen mal-
Önemli satın alma argümanı, MTRent'in ilave ekipman olarak kataloğunda sunduğu değiştirilebilir dördüncü eksen olan pL LEHMANN marka EA-520 döner tablaydı.
2
Uygulamaya bağlı olarak müşteri, kendisi için en uygun sistemi
çeşitli iş millerinden ve bağlama tertibatlarından, takım tutucularından ve takımlardan (takım değiştirici donanımlı veya donanımsız)
oluşturabilir. Mikro taşlama kalemleri ile çalışmak için basınç kontrollü opsiyonel bir iç yıkama sistemi, iyi bir destek sunmaktadır. Otomatik besleme ayarlı bir kuvvet ölçüm sistemi, proses optimizasyonunda destek sunarak yüksek tekrarlama doğruluğu sağlamaktadır.
Sert kırılgan malzemelerin beş eksende işlenmesi için ideal makine: Dama USG
500 ultrasonik taşlama makinesi. Resimler: Dama / Lehmann
zemeleri işleyen makineler geliştiriyor ve üretiyoruz. Bu kapsamda
genel olarak ultrasonik destekli taşlama alanına odaklanmış bulunuyoruz.»
Modüler bir taşlama makinesi sisteminin geliştirilmesi, Dama firmasına geniş bir alternatif yelpazesi sunmaktadır. Müşteri talebine
bağlı olarak dairesel, düz ve kontur taşlama için bir eksenden eşzamanlı beş eksene kadar donanıma sahip makineler yapılandırılmaktadır. Marcel Weber ayrıca şunları dile getirmiştir: «Uzmanlığımızın
sırrı, rotatif taşlama hareketine ultrason ile etkinleştirilen eksenel osilasyon eklememizdir». Yani asıl işleme, taşlama diski veya taşlama
kalemi gibi dönen takımlar ile taşlama yapmaktır. Takım aynı zamanda belirli bir alanda titreşim oluşturmaktadır. Böylelikle gerekli
işleme kuvvetleri azalmakta veya işleme süreleri kısalmaktadır. Ayrıca küçük takımlar kullanılarak daha hassas yapılar elde edilebilmektedir. Bu teknik, özellikle sert malzeme işlemesinde birçok yeni
olanak sunmaktadır.
Ultrason belirli takım titreşimi oluşturmaktadır
Takımlı tezgahda ultrason kullanmak için temel teknolojiyi, 2001‘de kurulan Dama Technologies AG öncüsü olan Dama
(Darmstädter Maschinenbau) Optikmaschinen firmasından almış ve
sürekli olarak geliştirmiştir. Günümüzde bir ultrasonik jeneratör, 20
ve 45 kHz frekans aralığında titreşimler üretmektedir. Elektrik enerjisi
bir dönüştürücüde mekanik hareketlere dönüştürülmekte ve bu hareketler de takıma aktarılmaktadır. Marcel Weber ayrıca şunları ifade
etmiştir: «Çok basit bir proses zinciri değil». «Enerji aktarımının endüktif, yani temassız olarak sağlandığı yeni sistemlerimiz, arızasız
ve çok az bakım gerektirecek şekilde çalışmaktadır.»
Bu ultrason sistemi, birçok standart elemanlar içeren Dama
taşlama makineleri modüler yapı sisteminin önemli bir parçasıdır.
Yüksek hassasiyetli taşlama işleminin temelinde, sabit ve titreşimsiz
döküm ayaklıklar yer almaktadır. Makineler genel olarak servo motorlar üzerinden ön gerilimli iş mili ile çalıştırılan üç doğrusal eksene
sahiptir. İşleme bölümünün dışına monte edildiği için taşlama çamuru ve toza karşı korumalıdır. Doğrusal makaralı kılavuzlar, sessiz ve
sabit hareket sağlamaktadır.
Dama programında öne çıkanlar:
Beş eksenli USG 500
USG‘nin üç doğrusal ekseni, dairesel eksenler ile tamamlanmaktadır. Bu şekilde, örneğin kafayı döndürmek ve dört eksende
işlemeleri yapmak için bir B ekseni monte edilebilir. Dama, giderek
daha fazla talep edilen beş eksenli işleme için de bir çözüm hazırlamıştır: USG 500 ultrasonik taşlama makinesi.
Lehmann döner tabla, eksantriklik ve eksenel sapma özelliği bakımından oldukça
yüksek geometrik hassasiyet sunmaktadır.
Bu model için Dama geliştirme uzmanları makineye, İsviçre‘nin
Bärau şehrinde bulunan pL LEHMANN firmasına ait EA-520.L tipi
standart döner tabla entegre etmiştir (teknik özellikler: maks. iş mili
yükü: 400kg ve destekli 800kg / iş mili sıkıştırması tutma momenti:
2‘000Nm / devrilme momenti: 3‘900Nm / eksenel kuvvet: 100kN
/ maks. ilerletme momenti: 440Nm / maks. iş mili devir sayısı: 50
1/dakika). CNC döner tabla, geometrik olarak hassas hizalama
sağlayan özel bir desteğe sabitlenmiştir. Yapı parçasını döndürmek
için dördüncü eksen görevi görmektedir. Marcel Weber, sözlerine
şöyle devam etti: «Kendinden kilitlemeli tahrik mekanizmalı, yani bir
dişli kutulu bir indeksleme eksenine ihtiyaç duyduğumzda, 2007 yılından bu yana Lehmann ile çalışıyoruz». «Edindiğimiz tecrübeyle,
bu eksenlerde hassaslığın uzun ömürlü olduğunu biliyoruz. Diğer firmaların ürünleriyle bu kadar iyi tecrübeler elde edemedik.»
USG 500 modelinde, Lehmann döner tablanın üzerinde, Dama
tarafından geliştirilmiş doğrudan tahrikli ilave bir döner eksen yer almaktadır. Bu eksen de aynı şekilde indekslenebilir ve yüksek hassasiyete sahiptir. Hedefli taşlama işlemleri sayesinde tork ekseni olarak
yüksek devir sayısı ve redüktör motoru olarak düşük tork sunmaktadır.
3
Komple işleme ile hassasiyet
Beş eksenli ultrason destekli taşlama işlemi için tipik bir örnek,
optik sektöründen gösterilebilir: Dört tarafında hassas deliklere sahip cam seramik malzemeden imal edilmiş kare bir blok şeklindeki
lazer jiroskop (Laser Gyros). Bu yapı parçası, konumlandırmaların
veya konum değişikliklerinin yüksek hassaslıkta tespit edilmesi gereken havacılık, uzay araçları, gemi ve tren sektöründe ve de delme
sistemlerinde kullanılan konumlandırma sistemlerinden biridir.
USG 500 için tipik işleme örneği, bir lazer jiroskopun (Laser Gyros) bu tip elemanlarıdır.
Bunun dışında, seramik malzemeleri taşlamak için kullanılan bu
özel beş eksenli makineler, saat endüstrisi veya medikal teknolojisi
alanlarında da kullanılmaktadır. Aynı zamanda eşzamanlı hassas
işleme de mümkündür. Marcel Weber‘e göre Lehmann döner tabla
ve Dama tork aksı birbiriyle ideal bir uyum sergilemektedir. EA-520,
doğru boyuta sahiptir ve yerleştirilen tork eksenini güvenli ve hassas şekilde döndürmek için gereken torku sağlamaktadır. Taşlama
esnasında büyük işleme kuvvetleri ortaya çıkmadığı için tutma kuvveti de son derece yeterlidir. Yük değişiminde sorun teşkil eden geri
dönme boşluğu da, optik açı ölçüm sistemi ve uygun kontrol sistemi
kullanılarak hassaslık gereksinimini yerine getirecek kadar dar sınırlar içinde kalmaktadır. Marcel Weber, bu konuya ilişkin düşüncelerini, «Günümüzde +/- 5 saniye doğruluğu garanti ediyoruz, ancak
gerçek değerlerin bunun çok altında olduğunu da biliyoruz» sözleri
ile ifade ediyor.
Hassas eşzamanlı işleme için boşluksuz dişli
kutusu
Dama Genel Müdürü, Lehmann tarafından yeni geliştirilen PGD
(preloaded gear drive) ile donatılan ve kısa süre önce satışa sunulan
3. nesil Lehmann döner tablaların heyecanını yaşamaktadır. Bu dişli
kutulu döner tabla, belirli bir öngerilimli durumda teslim edilmektedir
ve doğrudan ölçüm sistemi olmadan da eşzamanlı işlemeyi mümkün
kılmaktadır. Dama, ilk fırsatta PGD donanımlı döner tablaları kullanmaya başlayacaktır. USG 500 modelinden yılda ortalama beş
adet imal edildiği dikkate alındığında yeni sistemler için çok fazla
beklenmeyecektir.
Beş eksenli ultrasonik taşlama makinesinin kullanımı oldukça kolaydır. Kullanım kolaylığını, B&R Automation firmasına ait bir CNC
kontrol sistemi sağlanmaktadır. Marcel Weber: «Avusturyalı bu firma PLC segmentinden gelse de kolay anlaşılabilir ve kullanılabilir
bir CNC sunmaktadır. Böylelikle delme, havşa açma, kesme taşlaması, düz veya lens taşlaması için basit ve kolay anlaşılır iletişim
pencereleri içeren bir çalışma ortamı oluşturabiliyoruz. Bu da kurulum ve programlamayı kolaylaştırarak özel CNC bilgisi olmayan
çalışanların da makineyi kullanabilmesini sağlamaktadır. CAM çözümü ile oluşturulan kombinasyon sayesinde karmaşık 3 boyutlu geometriler de taşlanabilmektedir.»
Hassaslık ve uzun süre kalıcı kalite ile ön plana çıkar: Bu Dama USG 500 modelinde tek taraftan bağlanan dördüncü eksen olarak kullanılan EA-520 Lehmann
döner tablo. Beşinci eksen olarak, Dama tarafından imal edilen tork tahrikini taşımaktadır.
Bir USG 500 üzerinde işlenen rezonatöre, lazer jiroskopa benzer şekilde konumlandırma ve konum algılama sistemleri için ihtiyaç duyulmaktadır. Bu işlemlerde, iç
çaptan dış çapa doğru yaklaşık 2 µm eksantriklik özelliğine uyulmalıdır.
4
DAMA firmasının özel taşlama makineleri
Dama Technologies, İsviçre‘nin doğusunda yer alan, 30
çalışana sahip, hassas mühendislik, optik ve seramik endüstrisindeki makinelerin ve cihazların geliştirilmesi, üretilmesi ve satışı alanında faaliyet gösteren bir şirkettir. Başlıca faaliyet alanı, sert kırılgan malzemelerin işlenmesi için ultrasonik destekli
taşlama makineleridir. Dama Technologies AG ve uzmanlık bilgi birikiminin başlıca bileşenleri, 50‘li yıllarda kurulan ve 90‘lı
yıllarda İsviçre‘ye satılan dama (Darmstädter Maschinenbau)
Optikmaschinen firmasına dayanmaktadır. Günümüzde Dama
ve Meteor markalarına ait kurulumu yapılmış yaklaşık 15.000
makine bulunmaktadır.
PGD donanımlı 3. nesil Lehmann döner tabla
teknolojisi
Döner tabla üreticisi pL Lehmann, 500 serisi CNC döner
tablalarını daha fazla geliştirdi. Ocak 2015‘ten bu yana İsviçreli
firma, ön gerilimli ve boşluksuz PGD (preloaded gear drive) dişli kutusu ile ön plana çıkan yeni 3. nesili sunmaktadır. Dişli kutusu çok yönlü avantajlara sahiptir: Belirli bir ön gerilimli durumda
teslim edilen PGD, doğrudan ölçüm sistemi olmadan da gerçek
bir eşzamanlı işleme sağlamaktadır. Bunun dışında, müsaade
edilen ilerletme torkunun üçte birine kadar olan küçük işlemelerde, öngerilimli dişli kutusu sayesinde sıkıştırma yapmadan işleme uygulanabilir.
Bir diğer artı: Dişli kutusu, genel olarak aşınmaya dayanıklıdır ve EA-510 tipi döner tabla ile standart yükte ve katalogdaki
tahrik verilerine göre kapsamlı ve uzun süreli bir test ile onaylanmıştır. 6800 saatlik çalışma süresinde ve
6,6 milyondan fazla 90° döngüde
önemli bir aşınma tespit edilmemiştir. Ön gerilim, her 1 milyon döngüde sadece %3 azalmıştır.
Bu sonuçlar ve ek güvenlik kuralları uyarınca PGD‘den sürekli çalışmada 5.000 çalışma saati
(kesintisiz çalışma süresi %100‘de
eşzamanlı işletim) veya konumlandırma çalışma modunda 20.000
çalışma saati (katalog uyarınca kesintisiz çalışma süresi %20) veya
dişli kutusu boşluğunu ayarlamaya
gerek olmadan 20 milyon 90° konumlandırma beklenebilir (kataloğa
göre standart yükte ve amacına uygun kullanımda geçerlidir, ilk ulaşılan sınır değer dikkate alınır).
İletişim:
Peter Lehmann AG
Bäraustrasse 43
CH-3552 Bärau
Tel. +41 (0)34 409 66 66
Fax +41 (0)34 409 66 00
[email protected]
www.lehmann-rotary-tables.com
Dama Technologies ag
Romanshornerstraße
CH-9308 Lömmenschwil
Tel. +41 (0)71 988 34 20
Fax +41 (0)71 988 29 18
[email protected]
www.dama.ch